MXene基纳米材料在高性能水系锌离子混合电容器中的研究进展

摘要

水系锌离子混合电容器(ZHCs)具有本征安全、低成本的优点,在大规模储能领域中具有广阔的应用前景。然而,传统的多孔炭正极具有不理想的孔结构,难以实现有效的锌离子的存储和扩散,此外锌箔负易遭受枝晶和副反应,因此传统ZHCs常表现出较低的能量密度和较短的循环寿命,严重制约其实际应用。二维过渡金属碳/氮化物(MXene)具有高导电基体和丰富表面官能团,为构筑ZHCs用高容量正极和长循环锌负极提供了新机遇。本文系统总结了高性能ZHCs用MXene基纳米材料的最新进展,先简要介绍了ZHCs的基础知识如工作原理和关键电化学参数,随后详细阐述了高性能ZHCs用MXene基正极(纯MXene、插层MXene、掺杂MXene、MXene基杂化材料(MXene/金属硫化物、MXene/炭、MXene/聚合物))和负极的研究进展,最后简要讨论了MXene基纳米材料在下一代ZHCs应用中的挑战和展望。